Après une maîtrise d’études théâtrales à Paris III, Célie Pauthe devient assistante à la mise en scène auprès de Ludovic Lagarde (Le Cercle de craie caucasien de Bertolt Brecht, Le Colonel des zouaves d’Olivier Cadiot). En 2001, elle intègre l’Unité nomade de formation à la mise en scène du Conservatoire national de Paris, où elle suit un stage auprès de Piotr Fomenko ainsi qu’auprès de Jean-Pierre Vincent. Elle fonde sa compagnie aux côtés de Pierre Baux et de Violaine Schwartz. Comment une figue de paroles et pourquoi de Francis Ponge est leur première création. De 2000 à 2003, elle travaille au Théâtre national de Toulouse en tant que collaboratrice artistique de Jacques Nichet (Combat de nègre et de chiens de Bernard-Marie Koltès, Mesure pour mesure de Shakespeare, Les Cercueils de zinc de Svetlana Alexievitch, Antigone de Sophocle). En décembre 2003, elle assiste Guillaume Delaveau pour la création de La Vie est un songe de Calderon, puis en 2006 pour Iphigénie, suite et fin (Euripide/Ritsos) ; Alain Ollivier en 2005 pour Les Félins m’aiment bien d’Olivia Rosenthal ; ainsi que Stéphane Braunschweig en 2008 pour Tartuffe de Molière.
Elle met en scène en 2003, au Théâtre national de Toulouse, Quartett d’Heiner Müller, distingué du Prix de la Révélation théâtrale de l’année par le Syndicat de la critique. En 2005 elle crée L’Ignorant et le fou de Thomas Bernhard au Théâtre National de Strasbourg, repris en 2006 au Théâtre Gérard-Philipe de Saint-Denis, puis au Théâtre de la Criée à Marseille. Sur une proposition de Muriel Mayette, elle met en scène en 2007 La Fin du commencement de Sean O’Casey au Studio de la Comédie Française. En novembre 2008, elle crée au Nouveau théâtre de Montreuil S’agite et se pavane d’Ingmar Bergman. A l’invitation de Stéphane Braunschweig, elle est metteur en scène associée à La Colline–Théâtre national, où elle créera en mars 2011 Long Voyage du jour à la nuit d’Eugene O’Neill.